Development of a Radiation Detection System Coupled to an Unmanned Aerial Vehicle for Security and Defence Applications

A deteção e controlo de materiais nucleares especiais (SNM) e substâncias radioativas em setores como a medicina, indústria, ambiente, espaço e a investigação são cruciais para a segurança global e a utilização segura das fontes de radiação. SNM, como o plutónio e o urânio altamente enriquecido, representam riscos significativos, pois podem ser utilizados em dispositivos nucleares improvisados.

Além disso, o tráfico ilícito de materiais radioativos levanta preocupações relativamente ao seu potencial uso em dispositivos de dispersão radiológica (e.g., "bombas sujas") e dispositivos de exposição radiológica, com consequências graves e disruptivas. O controlo eficaz das fontes de radiação exige uma supervisão rigorosa durante o transporte, especialmente em postos fronteiriços, aeroportos e portos marítimos. Para tal são normalmente utilizados portais de monitorização de radiação, contudo o seu elevado custo e utilização limitada dificultam a prevenção do tráfico ilícito. A tese descreve o desenvolvimento de um sistema inovador de deteção de radiações, concebido para aplicações de Segurança e Defesa em ambientes caracterizados por grandes distâncias entre a fonte e o detetor e pela presença de fontes ocultas.

O sistema utiliza cintiladores EJ-200 e EJ-426HD, com fotomultiplicadores de silício, para detetar simultaneamente radiação gama/beta e neutrões respetivamente. Projetado para veículos aéreos não tripulados (VANTs), oferece um desenho compacto e leve. Validado por simulações de Monte Carlo, testes laboratoriais e de campo, foi capaz de detetar e localizar fontes radioativas de 137Cs (4 MBq) e de 241AmBe (1.45 GBq).

A utilização de um novo algoritmo, com planeamento de caminhos informativo e funções custo, aumentou a exatidão na localização e quantificação da fonte, reduzindo igualmente o tempo de inspeção com a utilização de uma condição de saída. O desenho modular, o baixo custo, a integração num VANT e a facilidade de replicação tornam este sistema uma alternativa ou complemento às tecnologias de deteção de radiação existentes.